19
правок
Изменения
→Различия и сходства между LTE и Wi-Fi
=LTE=
'''LTE''' (буквально с {{lang-en|'''Long-Term Evolution}}''' — долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными. Он основан на [[GSM]]/[[EDGE]] и [[UMTS]]/[[HSPA]] сетевых технологиях, увеличивая пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети.
== Мотивация к созданию ==
Спецификация LTE позволяет обеспечить скорость загрузки до 326,4 Мбит/с, скорость отдачи до 172,8 Мбит/с, а задержка в передаче данных может быть снижена до 5 миллисекунд.
== Основные компоненты LTE ==
Схематично работу '''LTE''' можно изобразить следующим образом.
[[Файл:Lte-scheme.png]]
'''UE''' — устройство пользователя
'''eNodeB (Evolved Node B)''' — базовая станция LTE, устанавливается рядом с вышкой и соединяется с ней.
'''ММЕ (Mobility Management Entity)''' — узел управления мобильностью.
Предназначен для обработки сигнализации, преимущественно связанной с управлением мобильностью абонентов в сети.
'''HSS (Home Subscriber Server)''' — сервер абонентских данных сети.
Представляет собой большую базу данных и предназначен для хранения данных об абонентах. Кроме того, HSS генерирует данные, необходимые для осуществления процедур шифрования, аутентификации и т.п.
'''SGW (Serving Gateway)''' — обслуживающий шлюз сети.
Обрабатывает все, что связано с доступом абонента к сети. Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций. '''SGW''' по существу действует как гигантский маршрутизатор для абонентов, передавая данные от абонента и обратно к сети.
'''PGW (Public Data Network Gateway)''' — шлюз к сетям передачи данных других операторов для сети LTE
Основная задача '''PGW''' заключается в маршрутизации трафика сети LTE к другим сетям передачи данных, таких как Интернет, а также сетям '''GSM''', '''UMTS'''.
Другие компоненты на этой схеме не так важны для нас в рамках данного конспекта.
==EUTRAN и EPC==
'''LTE''' состоит из двух частей: '''EUTRAN''' и '''EPC'''
Схема их взаимодействия показана на рисунке ниже.
[[Файл:Eutran-epc.png]]
Разберемся более подробно, что из себя представляет каждая из этих частей.
'''EUTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)''' — усовершенствованный беспроводной интерфейс '''3GPP (LTE)'''.
Это сеть радиодоступа, являющаяся заменой UMTS и HSDPA/HSUPA (сетей 3-го поколения, т.е '''3G''').
EUTRAN состоит только из eNodeB. Что является упрощением UTRAN, использующемся в UMTS и HSDPA/HSUPA. Узлы eNodeB взаимодействуют между собой через протокол Х2.
Сеть EUTRAN обеспечивает более высокую скорость передачи данных, малую задержку на обеих плоскостях управления и пользователя, бесшовное переключение и большее покрытие ячейки.
'''EPC (Evolved Packet Core)''' — усовершенствованное пакетное ядро. В него входят следующие компоненты: '''ММЕ''', '''HSS''', '''SGW''' и '''PGW'''.
Для связи EUTRAN с EPC используется протокол S1.
==Стек протоколов EUTRAN==
EUTRAN как и другие высокоуровневые протоколы, представляет собой стек низкоуровневых протоколов.
Стек протоколов EUTRAN приведен ниже.
[[Файл:Ieutran_stack.png]]
Мы не будем вдаваться в подробности устройства каждого протокола стека. Данная информация приведена лишь для лучшего понимания следующего раздела.
==Протоколы LTE==
Протоколы LTE делятся на две группы: плоскости управления (control plane), и отвечают за управление транспортным каналом, и плоскости пользователя (user plane), и отвечают за передачу пользовательских данных.
Стек протоколов плоскости пользователя показан на изображении ниже.
[[Файл:User plane.jpg]]
В плоскости пользователя, пакеты в EPC инкапсулируются в определенный EPC протокол и туннелируются между PGW и eNodeB.
То есть, когда мы смотрим видео на наших смартфонах по мобильному интернету через '''LTE''' или серфим интернет, используетсе именно протокол плоскости пользователя. От EU IP-пакеты проходя через стек протоколов EUTRAN, который, в свою очередь, перенаправляет IP-пакеты в EPC (сначала в SGW, а он в свою очеред в PGW). Входящие пакеты из EPC проходят такой же путь, но в обратном направлении.
Стек протоколов плоскости управления показан на изображении ниже.
[[Файл:Control plane.jpg]]
Как мы видим, в стек потокола плоскость управления добавляется протокол '''RRC (Radio Resource Control)'''.
Плоскость управления отвечает, например, за широковещательные рассылки системной информации, handover, процессом проведения измерений для каждого конкретного '''UE''', а также за предоставление результатов измерений.
Схематическое изображение стека обоих плоскостей приведено ниже.
[[Файл:Common plane.jpg]]
=Wi-Fi=
Напомним, как работает технология Wi-Fi.
Данная технология предполагает наличие точки доступа/маршрутизатора Wi-Fi (стандарты 802.11a/b/g/n). В памяти у него хранится таблица маршрутизации, которая описывает соответствие между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет данных до следующего маршрутизатора, а так же шлюзами, на которые нужно отправлять пакеты, отправляемые на некоторый адрес.
То есть, роутер пересылает пакеты на следующий маршрутизатор.
В случае, когда роутер подключен через Ethernet к провайдеру интернета, роутер пересылает присланные ему пакеты провайдеру, провайдер в свою очередь дает доступ в Интернет.
=Различия и сходства между LTE и Wi-Fi=
Как можно заметить, у LTE и Wi-Fi есть некоторые сходства.
И у LTE и Wi-Fi данные сначала отправляются на сотовую вышку и на роутер, соотвественно, с них попадают оператору сотовой связи и провайдеру, соотвественно, а они уже в свою очередь предоставляют доступ в Интернет.
С другой стороны, способ организации сети у них разный: в случае с LTE сотовые вышки, а вернее eNodeB посредством сотовых вышек, общаются между собой, и также общаются с SGW. SGW по сути сам является большим маршрутизатором, то есть сотовые вышки, если можно так выразиться, образуют локальную сеть, которая соединена с SGW.
